2.1 細(xì)胞中的元素和化合物

組成細(xì)胞的分子第2章

theSecondChapter1.結(jié)合教材P16～17圖文，了解組成細(xì)胞的化學(xué)元素的分類和含量。2.分析教材P17各類化合物含量的比較分析表，了解細(xì)胞中主要化合物的種類及含量。3.通過(guò)教材P18～19實(shí)驗(yàn)分析，嘗試設(shè)計(jì)檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。目標(biāo)導(dǎo)讀1.組成細(xì)胞的化學(xué)元素的分類及含量。2.檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。重難點(diǎn)擊第課時(shí)3三檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)當(dāng)堂檢測(cè)細(xì)胞中的元素和化合物一組成細(xì)胞的元素二組成細(xì)胞的化合物閱讀教材P16～17，結(jié)合下面的材料，分析回答相關(guān)問(wèn)題。1.組成細(xì)胞的元素種類材料一細(xì)胞中常見(jiàn)的化學(xué)元素有20多種，這些元素在無(wú)機(jī)自然界都能找到，表1為地殼和人體中含量較多的元素的比較表，表2為人體和玉米所含元素占細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)。一組成細(xì)胞的元素表1元素地殼細(xì)胞元素地殼細(xì)胞C0.08718.0H0.7610.0O48.6065.0Si26.30極少N0.033.0

表2元素玉米人元素玉米人C43.5755.99S0.170.78H6.247.46K0.921.09O44.4314.62Ca0.234.67N1.469.33Mg0.180.16P0.203.11

(1)由表1可以看出①組成生物體內(nèi)的任何一種元素都可以在

找到，說(shuō)明生物界和非生物界具有

性。②同一種元素在人體細(xì)胞中的含量與地殼中的含量

，這體現(xiàn)了生物界和非生物界的

性。差異無(wú)機(jī)自然界統(tǒng)一不同(2)由表2可得出結(jié)論①不同生物體內(nèi)所含元素種類

；不同生物體內(nèi)每種化學(xué)元素的含量

。②同一生物體內(nèi)不同化學(xué)元素的含量

，其中___________四種元素所占比例較大。(3)通常我們把含量占萬(wàn)分之一以上的元素稱作

元素，如

等，含量在萬(wàn)分之一以下的元素稱作微量元素，如

等。Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo基本相同不同不同C、H、O、N大量C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg材料二幾十年前，新西蘭有一個(gè)牧場(chǎng)的大片牧草長(zhǎng)勢(shì)很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎，即使使用了大量的N、P、K肥也無(wú)濟(jì)于事，后來(lái)，人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場(chǎng)內(nèi)的一小片牧草長(zhǎng)得十分茂盛，原來(lái)，這一片“綠洲”的附近有一座鉬礦，礦工每天上下班總是抄近路走，他們的鞋子踩過(guò)的地方，牧草綠油油的，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的化驗(yàn)和分析，一公頃牧草只需150克鉬就足夠了。(4)鉬屬于

元素。(5)由材料二分析，鉬雖然含量少，但是對(duì)生物體_________________________。不可缺少微量具有重要的作用，2.組成細(xì)胞的元素含量如圖為組成人體細(xì)胞的主要元素占鮮重和干重的比例圖，據(jù)圖分析回答問(wèn)題。(1)只考慮4種元素，在鮮重條件下細(xì)胞中含量最多的元素是

，其次是

；在干重條件下，細(xì)胞中含量最多的元素是

，其次是

。(2)無(wú)論在鮮重還是干重條件下，細(xì)胞中都有并且含量最多的元素是

六種，它們被稱作組成細(xì)胞的主要元素。

四種元素被稱作構(gòu)成化合物和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本元素。

是構(gòu)成細(xì)胞的最基本元素。COC、H、NCO、N、HC、H、O、N、P、SC、H、O、N(3)生物體內(nèi)含有的元素不是大量元素就是微量元素嗎？大量元素、微量元素都是必需的元素嗎？答案

生物體內(nèi)含有的元素有些既不是大量元素也不是微量元素。無(wú)論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，如果不是生物體必需的元素，不管含量高低，都不是大量元素或者微量元素。歸納提煉活學(xué)活用1.判斷組成細(xì)胞的元素的正誤。(1)生物界和非生物界在元素組成的種類和含量上都相同(

)(2)C是細(xì)胞中最基本的元素(

)(3)組成人體細(xì)胞的主要元素是C、H、O、N、P、S(

)(4)細(xì)胞中常見(jiàn)元素有C、H、O、N等20多種(

)(5)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細(xì)胞的微量元素(

)(6)在同一生物的不同體細(xì)胞內(nèi)，各種化學(xué)元素的含量相同(

)(7)由于微量元素含量很少，即使缺少了，也不會(huì)影響生物體的生命活動(dòng)(

)解析不同生物的體細(xì)胞內(nèi)組成它們的化學(xué)元素種類大體相同，但含量有差異，同一生物體的不同體細(xì)胞內(nèi)，各種化學(xué)元素的含量不同，種類相似。如紅細(xì)胞中鐵元素較表皮細(xì)胞多。微量元素是生命活動(dòng)必需的元素。答案

(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×組成細(xì)胞的元素大多以化合物的形式存在，下圖表示細(xì)胞中主要化合物的含量，結(jié)合該圖分析回答下列問(wèn)題。二組成細(xì)胞的化合物1.由上圖可知，鮮細(xì)胞中含量最多的化合物是

，含量最多的有機(jī)化合物是

，含量最多的無(wú)機(jī)化合物是

。

是生命之源，生命活動(dòng)缺少了水就無(wú)法進(jìn)行。2.如果是在干細(xì)胞中，含量最多的化合物是

，含量最多的有機(jī)化合物是

。

是組成生物體的重要物質(zhì)，在生命活動(dòng)中起重要作用。3.有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的區(qū)別主要看它們的分子組成中________________。例如糖類是有機(jī)化合物，由碳、氫、氧三種元素組成；水是無(wú)機(jī)化合物，由氫、氧兩種元素組成。有碳元素水蛋白質(zhì)水水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是否4.不同生物材料中富含有機(jī)物的成分不同，請(qǐng)把下面的生物材料進(jìn)行分類：富含糖類

；富含脂肪

；富含蛋白質(zhì)

。①玉米種子②牛奶③甘蔗的莖④雞蛋⑤花生種子⑥甜菜的根⑦蓖麻種子⑧大豆種子⑨蘋(píng)果①③⑥⑨⑤⑦②④⑧歸納提煉活學(xué)活用2.判斷下列敘述的正誤。(1)生活在沙漠中的仙人掌細(xì)胞中，各種化合物占細(xì)胞鮮重的含量由多到少的排列順序是蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)、水(

)解析無(wú)論是生活在沙漠中，還是在海洋中，所有活細(xì)胞中含量最多的化合物都是水。蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)含量最多的有機(jī)化合物，或者說(shuō)是細(xì)胞干重中含量最多的化合物，再次是脂質(zhì)，糖類和核酸所占比例更小?！?2)細(xì)胞中絕大多數(shù)元素以化合物的形式存在(

)(3)有機(jī)化合物對(duì)活細(xì)胞重要，無(wú)機(jī)化合物對(duì)活細(xì)胞不重要(

)解析細(xì)胞中的化合物對(duì)細(xì)胞來(lái)說(shuō)都重要，如缺鐵影響紅細(xì)胞運(yùn)輸氧的功能，進(jìn)而影響生命活動(dòng)。(4)人體的肌肉細(xì)胞中含量最多的物質(zhì)與過(guò)度肥胖者的脂肪細(xì)胞中含量最多的物質(zhì)分別是蛋白質(zhì)、脂肪(

)解析人體的肌肉細(xì)胞中含量最多的物質(zhì)與過(guò)度肥胖者的脂肪細(xì)胞中含量最多的物質(zhì)都是水?！痢獭寥龣z測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)不同生物組織中化合物的種類和數(shù)量有一定的差別，我們可以利用某些特殊的顯色反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，請(qǐng)結(jié)合教材P18～19實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。1.實(shí)驗(yàn)原理(1)還原糖(葡萄糖、麥芽糖、果糖等)＋

試劑

色沉淀。(2)脂肪＋

染液→

色。(3)蛋白質(zhì)＋

試劑→

色。(4)淀粉＋

→

色。藍(lán)斐林磚紅蘇丹Ⅲ(Ⅳ)橘黃(紅)雙縮脲紫碘液2.實(shí)驗(yàn)材料的選擇本實(shí)驗(yàn)是顯色反應(yīng)，因此選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)有兩個(gè)要求：一是要富含待檢測(cè)的化合物；二是要顏色較淺(無(wú)色或白色最佳)。根據(jù)此要求，對(duì)提供的材料進(jìn)行選擇和分類：①蘋(píng)果②花生種子③豆汁④梨⑤雞蛋清⑥甘蔗汁⑦馬鈴薯勻漿⑧芝麻種子⑨西瓜汁⑩花生種子勻漿(1)適合還原糖檢測(cè)的有

。(2)適合脂肪檢測(cè)的有

。(3)適合蛋白質(zhì)檢測(cè)的有

。(4)適合淀粉檢測(cè)的有

。⑦①④②⑩③⑤3.完成右面的實(shí)驗(yàn)步驟(1)還原糖的檢測(cè)和觀察50~65℃一層斐林試劑磚紅(2)脂肪的檢測(cè)和觀察(以花生為例)方法一：花生種子勻漿＋3滴蘇丹Ⅲ染液→

色。方法二：制作子葉臨時(shí)切片，用顯微鏡觀察子葉細(xì)胞的著色情況。橘黃浮色已著色橘黃色(3)蛋白質(zhì)的檢測(cè)和觀察BA(4)淀粉的檢測(cè)和觀察藍(lán)碘液4.實(shí)驗(yàn)討論(1)斐林試劑和雙縮脲試劑的比較比較項(xiàng)目斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液A液B液成分

g/mLNaOH溶液

g/mLCuSO4溶液

g/mLNaOH溶液

g/mLCuSO4溶液0.10.050.10.01鑒定物質(zhì)可溶性還原糖蛋白質(zhì)添加順序甲、乙兩液

混勻后立即使用先加入A液

，搖勻，再加入B液

，搖勻反應(yīng)條件水浴加熱(50～65℃)

加熱，搖勻即可反應(yīng)現(xiàn)象組織樣液變成

色組織樣液變成

色等量4滴不需磚紅紫1mL(2)還原糖和蛋白質(zhì)鑒定中出現(xiàn)的顏色變化及原因①用斐林試劑鑒定還原糖的實(shí)驗(yàn)：因加入的斐林試劑中含Cu2＋，故溶液變成

，加熱后，部分Cu2＋被還原為

的Cu2O，因二者混合故呈現(xiàn)棕色，隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，Cu(OH)2被全部還原為Cu2O，故出現(xiàn)

沉淀。②用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)：加入雙縮脲試劑

液，溶液為無(wú)色；加入雙縮脲試劑

液，因含有Cu(OH)2，故呈現(xiàn)

，振蕩均勻后，因?yàn)榉磻?yīng)的進(jìn)行，出現(xiàn)

的絡(luò)合物。紫色淺藍(lán)色磚紅色磚紅色AB淺藍(lán)色5.實(shí)踐應(yīng)用(1)糖尿病患者尿液中含有葡萄糖，腎炎患者尿液中一般含有蛋白質(zhì)，這兩種疾病可以分別用

試劑和

試劑來(lái)檢測(cè)。(2)脫脂淡奶粉中不含糖類和脂肪，受到老年人的喜愛(ài)，要檢驗(yàn)?zāi)撤N脫脂淡奶粉是否合格，可能用到哪些試劑？答案

符合要求的脫脂淡奶粉應(yīng)該無(wú)糖和脂肪，因此要用到斐林試劑和蘇丹Ⅲ(Ⅳ)染液；同時(shí)還應(yīng)該含有豐富的蛋白質(zhì)，要用雙縮脲試劑來(lái)檢測(cè)。雙縮脲斐林歸納提煉三類有機(jī)物檢測(cè)在操作步驟上的差異(1)唯一需要加熱

——還原糖鑒定，且必須水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱。若不加熱，則無(wú)磚紅色沉淀出現(xiàn)。(2)唯一需要顯微鏡——脂肪鑒定。(3)混合均勻后加入——斐林試劑；分別加入——雙縮脲試劑(先加A液，后加B液，且B液不能過(guò)量)。兩者成分相同，但CuSO4的濃度不同，所以不能混用。3.分析下表，可推測(cè)(

)活學(xué)活用溶液雙縮脲試劑碘液斐林試劑甲＋－－乙－＋＋－甲、乙混合＋＋＋注：“＋”顯色；“＋＋”顯色更深；“－”不顯色。A.甲溶液含有淀粉 B.乙溶液含有還原糖C.混合溶液不含淀粉 D.混合溶液含有淀粉酶問(wèn)題導(dǎo)析

(1)根據(jù)顏色反應(yīng)，甲溶液中含有

，不含

、

。(2)乙溶液中含有

，不含

、

。(3)甲、乙混合溶液中含有

、

、

。還原糖蛋白質(zhì)淀粉還原糖淀粉蛋白質(zhì)還原糖蛋白質(zhì)淀粉解析雙縮脲試劑、碘液、斐林試劑分別用于檢測(cè)蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：甲溶液中含有蛋白質(zhì)，不含淀粉，A項(xiàng)錯(cuò)誤；乙溶液中含有淀粉，不含還原糖，B項(xiàng)錯(cuò)誤；混合溶液遇碘呈藍(lán)色，說(shuō)明混合溶液中含有淀粉，C項(xiàng)錯(cuò)誤；甲、乙混合后淀粉含量減少并產(chǎn)生了還原糖，說(shuō)明甲溶液中的淀粉酶將淀粉部分水解產(chǎn)生了還原糖，D項(xiàng)正確。答案

D課堂小結(jié)大量元素微量元素?zé)o機(jī)鹽脂質(zhì)核酸斐林磚紅色雙縮脲紫色橘黃色(紅色)碘液藍(lán)色當(dāng)堂檢測(cè)12341.細(xì)胞內(nèi)含量最多的有機(jī)化合物和化合物分別是(

)A.蛋白質(zhì)、水 B.蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽C.核酸、水 D.脂質(zhì)、水A2.在細(xì)胞內(nèi)含量極少，但對(duì)維持生命活動(dòng)是必不可少的元素有(

)A.Fe、Mn、Zn、Mg B.Zn、Cu、Mg、CaC.Zn、Cu、B、Mn D.Mg、Mn、Cu、Mo解析組成生物體的大量元素和微量元素都是維持生命活動(dòng)必不可少的，其中大量元素含量多，主要包括C、H、O、N、Mg、P、Ca、S、K；而微量元素含量少，主要包括Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo。C12343.在新榨取的梨汁中，加入斐林試劑，加熱后出現(xiàn)磚紅色沉淀；將成熟的花生種子的子葉做成臨時(shí)切片，用蘇丹Ⅲ染液染色后在顯微鏡下觀察，可看到橘黃色的顆粒；向新鮮豆?jié){中加入雙縮脲試劑后，豆?jié){呈紫色；向馬鈴薯勻漿中滴加碘液呈現(xiàn)藍(lán)色。上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明梨汁、花生種子的子葉、豆?jié){和馬鈴薯中主要含有的有機(jī)物依次是(

)1234A.葡萄糖、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉B.糖類、蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪C.淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉D.還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉解析根據(jù)題意可推知，上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明梨汁、花生種子的子葉、豆?jié){和馬鈴薯中主要含有的有機(jī)物依次是：還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉